[发明专利]基于DNA序列与多混沌映射的数字图像加密方法

摘要

本发明公开了一种新的数字图像加密方法。该方法属于DNA计算和图像加密领域，提出了一种基于DNA序列和多混沌映射的数字图像加密算法。传统的基于混沌的加密算法具有密钥空间小，混沌系统易于被分析与预测等缺点；并且现存的基于DNA加密系统大多都要通过复杂的生物操作，难以实现。为了克服上述缺点，本发明首先利用Cubic映射和小波函数产生的二维混沌序列置乱图像像素的位置，然后用DNA序列与由Logistic映射产生的混沌序列相作用来扰乱图像的像素值。实验结果表明，该算法易于实现，对图像的加密效果较好，密钥空间大，对密钥的敏感性强，能够有效地抵抗穷举攻击、统计攻击。

主权项

基于DNA序列与多混沌映射的数字图像加密方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)输入8位灰度图像A(m，n)，m、n为图像A的行列维数；(2)利用Cubic映射和小波函数分别以初值x0，y0，系统参数μ1，μ2产生两个混沌序列{xm}、{yn}；(3)将这两个序列按升序排列，得到两个新序列{xm′}、{yn′}；(4)将{xm′}、{yn′}各元素所在的位置之值替换原序列{xm}、{yn}中的该元素，得到两个新的序列{xm″}，{yn″}；(5)用这两个序列作为置乱矩阵的行地址和列地址，用此矩阵对图像像素位置进行置乱，得到灰度图像B(m，n)；(6)将图像B转化成一维的二值序列M，每个像素值由8位二进制表示，length(M)＝m×n×8；(7)将序列M，按照种子key1选取的DNA映射规则进行编码，得到长度为m×n×8/2的DNA序列N；(8)利用Logistic混沌映射，在初值为z0，系统参数为μ3的条件下，产生长度为m×n×8/2的混沌序列zi；(9)利用阈值函数f(x)将混沌序列转化成二值序列，当zi＝1时，该位置的碱基取补，否则不变；(10)将改变后的DNA序列按照种子key2选取的DNA映射规则进行解码操作，还原成二值序列，重构图像矩阵，得到加密后的灰度图像。